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浅谈测量技术在建筑工程中的运用

作者:孙莹丽 来源:神州·下旬刊

随着我国现代化城市的发展,高层建筑日益增多,这对建筑施工测量工作提出了更高的要求。测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量与进度。只有准确把握各测量方法和工具的特点,才能形成准确的测量数据,为良好的工程建筑的实施创造条件。

一、建筑工程施工测量的特点

1、精度要求高

随着我国现代化城市的发展,高层建筑日益增多,高层建筑设计和施工都对施工测量精度提出了更高要求。高层建筑结构超高,结构受力受施工测量精度影响比较大,过大的施工测量误差不但会影响建筑功能正常发挥,而且会恶化高层建筑结构受力,因此必须严格控制施工测量误差。另外,为加快施工速度,高层建筑大多采用阶梯状流水施工流程,大量采用工厂预制、现场装配的施工工艺,如钢结构工程、幕墙工程,工业化生产也对施工测量精度提出了较高的要求。

2、技术难度大

由于高层建筑结构超高,平面控制网和高程垂直传递距离长测站转换多,测量累计误差较大。加之高层建筑高度大,侧向刚度小,特别是体形奇特时,施工过程中受环境影响极为显著,且空间位置不断变化,高空测量控制网的稳定性也较差。特别是高层建筑施工高空作业多,作业条件差,测量通视困难,高空架设仪器和接收装置也比较困难,常需设计特殊装置以满足观测条件。以致增加了高层建筑施工测量的技术难度。

3、影响因素多

高层建筑施工测量精度影响因素除受测量仪器精度和测量技术人员素质外,还包括建筑设计、施工工艺和施工环境等方面的因素。基础刚度越小施工过程中超高层建筑沉降越大,差异沉降也越显著。建筑高度越大、造型越复杂,施工过程中高层建筑变形越显著。建筑侧向刚度越小,施工过程中超高层建筑受施工环境和施工荷载影响就越大。

二、施工测量方法

1、角度测量方法

角度测量,测量水平角和竖直角都是测量的基本工作。地面点的平面位置是通过测量水平角和丈量距离,进而计算出点的平面坐标来确定的,称为水平角测量。高程通过测定竖直角用三角高程测量的方法和视距测量方法确定,称为竖直角测量。

2、全站仪测量方法

全站仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的多功能三维坐标测量系统,测量结果能自动显示.并能与外围设备交换信息。是测绘单位已经普遍使用的多功能测量仪器。全站仪较完善地实现了测量成果实现过程的电子化和一体化,人们也称之为全站型电子速测仪。由于全站仪一次观测即可自动获得水平角、竖直角和倾斜距离三种基本观测数据,而且机内还具有较强的计算功能,测量时,仪器可以自动完成平距、高差、坐标增量的计算并显示在液晶屏上。配合电子记录手簿,可以实现自动记录、存储、输出测量成果,使测量工作大为简化,因而为全野外数字化测图的实现创造了条件。目前,全站仪已广泛应用于小地区控制测量、大比例尺地形测图以及各类工程测量。

3、GPS测量方法

GPS,是英文缩写词,其意为“卫星测时测距导航地球定位系统”,简称GPS系统。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。近几年来,随着GPS接收系统硬件和处理软件的发展,已有多种测量方案可供选择,如静态相对定位、实时动态定位等。

4、小区域控制测量及AU-TOCAD测量

在小区域(面积15阶以下)内建立的控制网,称为小区域控制网。测定小区域控制网的工作,称为小区域控制测量。

目前AU-TOCAD在建筑设计、工程施工放样、工程预决算中得到广泛应用,帮助人们大大减少手算坐标的工程量或帮助人们复核手算坐标的准确性。通过运用AUTOCAD软件精确定位工程,可以减少建筑工程测量中工程量的大量计算,避免定位坐标的计算错误的缺点。

三、建筑工程测量的任务

1、勘测设计阶段的任务

每项建筑工程建设都必须按照自然条件和预期目的进行规划设计。在这个阶段中的测量工作。主要是测绘各种比例尺的地形图。另外还要为工程、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要工程(如某些大型特种工程)或地质条件不良地区(如膨胀土地区)的工程建设,则还要对地层的稳定性进行观测。工程规划设计阶段所用的地形图一般比例尺较小。可直接使用1:1万一1:10万的国家地形图系列。对于一些大型工程。往往需要专门测绘区域性或带状性地形图,一般采用航空摄影测量方法测图。而对于1:1000—1:5000比例尺的局部地形图或带状地形图,大多采用地面测量方法成图。工程测量中的地形测绘还包括水下(含江、河、库、湖、海等)地形测绘和各种纵横断面图测绘。

2、施工建设阶段的任务

建筑工程的设计经过论证、审查和批准之后。即进入施工阶段。这时。首先要根据工地的地形、地质情况,工程性质及施工组织计划等.建立施工测量控制网;然后,再按照施工的要求,采用不同的方法,将图纸上所设计的抽象几何实体在现场标定出来,使之成为具体几何实体。这就是常说的施工放样。施工放样的工作量很大。是施工建设阶段最主要的测量工作。对于施工测量来说。主要是几何尺寸的控制。例如高耸建筑物的竖直度、曲线、曲面型建筑的形态、隧道工程的断面等。为了监测工程进度。测绘人员要作土石方量测量。此外还有竣工测量,变形测量以及设备的安装测量等。其中。机器和设备的安装往往需要达到计量级精度,为此,往往需要研究专门的测量方法并研制专用的测量仪器和工具。施工中的各种测量是施工管理的耳目,工程质量、工程加固措施的制定乃至施工设计的部分改变都需要测量提供实时、可靠的数据。

3、运营管理阶段的任务

在工程建筑物运营期间,为了监视工程的安全和稳定情况.了解设计是否合理,验证设计理论是否正确。需要定期对工程的动态变形,如水平位移、沉陷、倾斜、裂缝以及震动、摆动等进行监测.即通常所说的变形观测。为了保证大型机器设备的安全运行.要进行经常的检测和调校。为了对工程进行有效的维护和管理,要建立变形监测系统和工程管理信息系统。

总之,在施工测量中,无论对结构平面的竖向传递或是高程传递,其传递次数均大量增加。对于施工测量工作,不仅对技术提出了更高的要求,同时也对施工测量规范有了更高的要求,以保证达到结构施工精度的要求。因此,我们必须有针对性地建立符合具体工程需要的建筑工程施工测量体系,并有效控制其测量质量,以实现工程质量目标。